warta

Panyakit Alzheimer, kasus anu paling umum pikeun manula, parantos ngaganggu seueur jalma.

Salah sahiji tantangan dina pengobatan Panyakit Alzheimer nyaéta pangiriman ubar terapi kana jaringan otak dibatesan ku halangan getih-otak. Panaliti mendakan yén ultrasound fokus-inténsitas rendah anu dipandu ku MRI tiasa malikkeun ngabuka panghalang getih-otak dina penderita Panyakit Alzheimer atanapi gangguan neurologis sanés, kalebet panyakit Parkinson, tumor otak, sareng sclerosis gurat amyotrophic.

Hiji percobaan bukti-of-konsép leutik panganyarna dina Rockefeller Institute pikeun Neurosains di Universitas Virginia Kulon némbongkeun yén penderita Panyakit Alzheimer anu narima infusion aducanumab dina kombinasi kalayan ultrasound difokuskeun samentara dibuka halangan getih-otak nyata ngurangan beban otak amyloid béta (Aβ) dina sisi sidang. Panaliti tiasa muka panto énggal pikeun pangobatan pikeun gangguan otak.

Panghalang getih-otak ngajaga otak tina zat-zat ngabahayakeun bari ngamungkinkeun gizi penting nembus. Tapi halangan getih-otak ogé nyegah pangiriman ubar terapi kana uteuk, tangtangan anu utamana akut nalika ngubaran Panyakit Alzheimer. Nalika umur dunya, jumlah jalma anu kaserang Alzheimer ningkat unggal taun, sareng pilihan pangobatanna terbatas, nempatkeun beban beurat pikeun kasehatan. Aducanumab nyaéta béta amyloid (Aβ) -ngabeungkeut antibodi monoklonal anu geus disatujuan ku Administrasi Pangan sarta Narkoba AS (FDA) pikeun pengobatan Panyakit Alzheimer, tapi penetrasi na tina halangan getih-otak kawates.

Ultrasound fokus ngahasilkeun gelombang mékanis anu nyababkeun osilasi antara komprési sareng éncér. Nalika disuntik kana getih sareng kakeunaan kana médan ultrasonik, gelembung-gelembung niiskeun sareng dilegakeun langkung seueur tibatan jaringan sareng getih sakurilingna. Osilasi ieu nyieun stress mékanis dina témbok pembuluh darah, ngabalukarkeun sambungan kedap antara sél endothelial manteng tur muka (Gambar di handap). Hasilna, integritas panghalang getih-otak ieu compromised, sahingga molekul ka diffuse kana uteuk. Halang getih-otak cageur sorangan dina kira genep jam.

Gambar nunjukkeun pangaruh ultrasound arah dina témbok kapilér nalika gelembung ukuran mikrométer aya dina pembuluh darah. Kusabab komprésibilitas gas anu luhur, gelembung-gelembung keuna sareng ngalegaan langkung seueur tibatan jaringan sakurilingna, nyababkeun setrés mékanis dina sél endothelial. Prosés ieu nyababkeun sambungan anu ketat kabuka sareng ogé tiasa nyababkeun tungtung astrocyte murag tina témbok pembuluh darah, ngaganggu integritas panghalang getih-otak sareng ngamajukeun difusi antibodi. Sajaba ti éta, sél endothelial kakeunaan ultrasound fokus ngaronjatkeun aktivitas angkutan vacuolar aktif maranéhanana sarta diteken fungsi pompa efflux, kukituna ngurangan clearance otak urang antibodi. Gambar B nembongkeun jadwal perlakuan, nu ngawengku computed tomography (CT) jeung magnét résonansi Imaging (MRI) pikeun ngamekarkeun rencana perlakuan ultrasound, 18F-flubitaban positron émisi tomography (PET) dina dasar, infusion antibodi saméméh perlakuan ultrasound fokus jeung infusion microvesicular salila perlakuan, jeung ngawaskeun akustik tina sinyal microvesicular scattering perlakuan ultrasound. Gambar diala sanggeus perlakuan ultrasound fokus kaasup T1-weighted kontras-ditingkatkeun MRI, nu némbongkeun yén panghalang getih-otak éta kabuka di wewengkon ultrasound dirawat. Gambar wewengkon anu sarua sanggeus 24 nepi ka 48 jam perlakuan ultrasound fokus némbongkeun penyembuhan lengkep tina halangan getih-otak. Hiji 18F-flubitaban PET scan salila follow-up di salah sahiji pasien 26 minggu engké némbongkeun ngurangan tingkat Aβ dina uteuk sanggeus perlakuan. Gambar C nembongkeun setelan ultrasound fokus dipandu MRI salila perlakuan. Hemisferis transduser helm ngandung leuwih ti 1.000 sumber ultrasound nu konvergen kana titik fokus tunggal dina uteuk ngagunakeun real-time hidayah ti MRI.

Dina 2001, ultrasound fokus munggaran ditingalikeun pikeun ngainduksi pambukaan halangan getih-otak dina studi sato, sareng studi preclinical salajengna nunjukkeun yén ultrasound fokus tiasa ningkatkeun pangiriman obat sareng khasiat. Saprak harita, geus kapanggih yén ultrasound fokus bisa aman muka panghalang getih-otak dina penderita Alzheimer anu teu narima nginum obat, sarta ogé bisa nganteurkeun antibodi kana metastases otak kanker payudara.

Prosés pangiriman microbubble

Microbubbles mangrupikeun agén kontras ultrasound anu biasana dianggo pikeun niténan aliran getih sareng pembuluh darah dina diagnosis ultrasound. Salila terapi ultrasound, hiji fosfolipid-coated gantung gelembung non-pyrogenic of octafluoropropane ieu nyuntik intravenously (Gambar 1B). Gelembung mikro kacida polydispersed, kalayan diaméterna kurang ti 1 μm nepi ka leuwih ti 10 μm. Octafluoropropane nyaéta gas stabil anu teu métabolismena sarta bisa dikaluarkeun ngaliwatan bayah. Cangkang lipid anu ngabungkus sareng nyaimbangkeun gelembung diwangun ku tilu lipid alami manusa anu métabolismena dina cara anu sami sareng fosfolipid endogen.

Generasi ultrasound fokus

Ultrasound fokus dihasilkeun ku helm transduser hémisferik anu ngurilingan sirah pasien (Gambar 1C). Helm dilengkepan 1024 sumber ultrasound anu dikontrol sacara mandiri, anu sacara alami museur di tengah hémisfér. Sumber ultrasound ieu didorong ku tegangan frekuensi radio sinusoida sareng ngaluarkeun gelombang ultrasonik dipandu ku pencitraan résonansi magnét. Pasién ngagem helm sareng cai degassed ngiderkeun sakitar sirah pikeun ngagampangkeun pangiriman ultrasound. Ultrasound ngarambat ngaliwatan kulit jeung tangkorak ka target otak.

Parobahan ketebalan tangkorak jeung dénsitas bakal mangaruhan rambatan ultrasound, hasilna waktos rada béda pikeun ultrasound ngahontal lesion nu. Distorsi ieu tiasa dilereskeun ku cara nyandak data tomografi komputasi resolusi luhur pikeun kéngingkeun inpormasi ngeunaan bentuk tangkorak, ketebalan, sareng dénsitas. Hiji model simulasi komputer bisa ngitung shift fase dikompensasi unggal sinyal drive pikeun mulangkeun fokus seukeut. Ku ngadalikeun fase sinyal RF, ultrasound bisa difokuskeun éléktronik jeung diposisikan nutupan jumlah badag jaringan tanpa mindahkeun susunan sumber ultrasound. Lokasi jaringan target ditangtukeun ku imaging résonansi magnét tina sirah bari maké helm. Volume target dieusian ku grid tilu diménsi titik jangkar ultrasonik, anu ngaluarkeun gelombang ultrasonik dina unggal titik jangkar pikeun 5-10 mdet, diulang unggal 3 detik. Kakuatan ultrasonik laun-laun ningkat nepi ka sinyal panyebaran gelembung anu dipikahoyong dideteksi, teras ditahan salami 120 detik. Prosés ieu diulang dina meshes séjén nepi ka volume target katutupan lengkep.

Muka panghalang getih-otak merlukeun amplitudo gelombang sora ngaleuwihan ambang nu tangtu, saluareun nu perméabilitas tina halangan naek kalawan ngaronjatna amplitudo tekanan nepi ka karuksakan jaringan lumangsung, manifested salaku exosmosis erythrocyte, perdarahan, apoptosis, sarta necrosis, sakabéh nu mindeng pakait sareng runtuhna gelembung (disebut inertial). bangbarung gumantung kana ukuran microbubble jeung bahan cangkang. Ku ngadeteksi sareng napsirkeun sinyal ultrasonik anu kasebar ku gelembung mikro, paparan tiasa dijaga dina jarak anu aman.

Saatos perlakuan ultrasound, T1-weighted MRI kalawan agén kontras ieu dipaké pikeun nangtukeun naha panghalang getih-otak éta kabuka di lokasi target, sarta T2-weighted gambar anu dipaké pikeun mastikeun naha extravasation atawa perdarahan lumangsung. Observasi ieu nyadiakeun pituduh pikeun nyaluyukeun perlakuan séjén, lamun perlu.

Evaluasi sareng prospek pangaruh terapi

Para panalungtik ngitung pangaruh perlakuan dina beban Aβ otak ku ngabandingkeun 18F-flubitaban positron émisi tomography saméméh jeung sanggeus perlakuan pikeun assess bédana dina volume Aβ antara wewengkon dirawat sarta A aréa sarupa dina sisi sabalikna. Panaliti saméméhna ku tim anu sami nunjukkeun yén ngan ukur fokus ultrasound tiasa ngirangan tingkat Aβ. Pangurangan anu dititénan dina uji coba ieu langkung ageung tibatan dina studi saméméhna.

Dina mangsa nu bakal datang, ngembangna perlakuan ka dua sisi otak bakal kritis kana evaluating efficacy na delaying progression kasakit. Sajaba ti éta, panalungtikan leuwih diperlukeun pikeun nangtukeun kaamanan jangka panjang sarta efficacy, sarta alat terapi ongkos-éféktif nu teu ngandelkeun hidayah MRI online kudu dimekarkeun pikeun kasadiaan lega. Leungit, papanggihan geus sparked optimism yén perlakuan jeung ubar nu mupus Aβ pamustunganana bisa ngalambatkeun progression Alzheimer.